三气分析仪工作原理：红外（NDIR）如何测 CO、CO₂、CH₄

• NDIR：不同气体吸收不同波长红外光
• 测 CO、CO₂、CH₄（部分可选 O₂）
• CO + CO₂ + 温度 → 碳势；与控制器对比 → PF
• CH₄ 偏高说明气氛偏离平衡
• 取样系统（过滤、冷却、防漏）决定数据质量

NDIR 原理

许多气体分子在红外区有特征吸收带：CO 约在 4.6 μm 附近，CO₂ 约在 4.3 μm 附近，CH₄ 约在 3.3 μm 附近。NDIR 分析仪的基本结构是：

红外光源 → 测量气室（被测气体流过）→ 滤光片（选择特定波长）→ 探测器

浓度越高，被吸收的红外光越多，探测器信号越弱。通过标准气标定，即可建立信号与浓度的关系。N₂、H₂ 等双原子同核分子不吸收红外光，因此不会干扰测量。

测量内容与计算

以高思控制 FAA-B 便携式三气分析仪为例，官网介绍其可测量气氛中 CO、CO₂、CH₄（O₂ 可选），并以此计算碳势、PF 值等过程值，用于诊断炉内气氛，减少人为因素对碳势测量的影响。

碳势计算：基于边界反应平衡，用实测 CO、CO₂ 和输入的炉温计算碳活度，再换算碳势。

过程因子（PF）：比较分析仪计算的碳势与控制器显示碳势，得出修正系数。

CH₄ 诊断：残余甲烷高通常意味着富化气过多、气氛未达到平衡或炉温偏低。此时基于平衡假设的碳势计算都会偏差，应先解决气氛问题。

取样系统

分析仪的读数再准，样气不对也没用。取样系统要点：

1. 取样点：代表工件区，远离进气口和炉门；
2. 过滤：去除炭黑和粉尘，防止污染气室；
3. 冷却与除水：避免冷凝水进入仪器；
4. 防漏：任何泄漏都会吸入空气，使 CO₂ 偏高、碳势偏低；
5. 流量：按仪器要求稳定流量；
6. 安全：样气含 CO 和 H₂，排气需安全处理。

用途

• 每日碳势校验（满足 CQI-9 备用验证要求）；
• 新炉调试和气氛诊断；
• 发生器出口气体质量检查；
• 对比不同炉、不同载气的气氛状态。